JP2008085974A

JP2008085974A - Admission control device and method

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Publication number: JP2008085974A
Application number: JP2007049304A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takizawa; 允滝澤; Takashi Shimizu; 敬司清水; Osamu Ishida; 修石田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP4773996B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a service in which a network utilization efficiency is not decreased while requirements of applications under severe time constraint are satisfied, in a general operating system such as Windows or Linux. <P>SOLUTION: Using data transfer completion request time and transfer data amount as designated request parameters, admission judgment is made dependent on whether the requested transfer data amount can be transferred by the completion request time. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、通信ネットワークにおける輻輳回避を目的としたアドミッション制御装置またはシステムに関する。 The present invention relates to an admission control apparatus or system for the purpose of avoiding congestion in a communication network.

インターネットに代表される、アプリケーションのデータをパケット形式で転送するパケット交換ネットワークでは、複数の異なるアプリケーション間通信によって通信資源が共有されている。そのため各通信が要求する資源の総和が、利用可能な資源量を超えると輻輳が発生して、パケット転送の遅延やパケット廃棄が起こる。 In a packet switching network represented by the Internet for transferring application data in a packet format, communication resources are shared by communication between a plurality of different applications. For this reason, when the sum of the resources required by each communication exceeds the amount of available resources, congestion occurs, causing packet transfer delay and packet discard.

パケット転送遅延やパケット廃棄は、時間制約の厳しいアプリケーションの性能に大きな影響を与える。ここで、時間制約の厳しいアプリケーションとは、正常な動作のためにデータの転送が終了しなければならない時間的要求条件が厳しいアプリケーションである。 Packet transfer delay and packet discard have a significant impact on the performance of time-sensitive applications. Here, an application with strict time constraints is an application with strict time requirements for which data transfer must be completed for normal operation.

例えば、１秒間に２４フレームの映像ストリーミングでは、フレーム再生周期（１／２４秒）毎に、再生する１フレーム分のデータを全て受信する必要がある。パケット転送の遅延が原因でフレームの再生時刻までにフレームデータの一部が間に合わなかった場合は、失ったデータがあるフレームの表示が乱れる、または、一時的に映像が止まるなどの不具合が発生する。 For example, in video streaming of 24 frames per second, it is necessary to receive all data for one frame to be reproduced every frame reproduction cycle (1/24 seconds). If part of the frame data is not in time by the frame playback time due to packet transfer delay, the display of the frame with the lost data may be disturbed or the video may temporarily stop. .

パケット廃棄が起こった場合には再送を行うことができるが、受信側から送信側への廃棄パケットの再送を求める通知とそれに対する再送に少なくとも１往復時間の遅れが生じる。往復時間が長い場合には、パケット転送の遅延の場合と同様にフレーム再生時刻に必要なデータが間に合わなくなり、結果として同等の不具合が発生する。 When packet discarding occurs, retransmission can be performed. However, there is a delay of at least one round trip time between the notification requesting retransmission of the discarded packet from the receiving side to the transmitting side and the corresponding retransmission. When the round trip time is long, the data necessary for the frame reproduction time is not in time as in the case of the packet transfer delay, resulting in an equivalent problem.

ファイル転送アプリケーションにおいては利用者が期待する転送完了時刻とデータ量に対して伝送速度に余裕がない場合に、やはり厳しい時間制約が存在して、パケット転送の遅延やパケット廃棄のために制約を満たせないことがある。 In a file transfer application, when the transfer speed is not sufficient for the transfer completion time and data amount expected by the user, there are still severe time constraints that can be satisfied due to packet transfer delay and packet discard. There may not be.

時間制約を満たすためには、輻輳の発生を未然に防ぐことでパケット転送遅延やパケット廃棄を防ぐ必要がある。そのために、利用可能な通信資源を超える通信要求を制限するアドミッション制御が利用される。アドミッション制御とは、ネットワークへの新規通信に対して、その資源要求量と利用可能な資源をもとに許可または拒否を判断して、また、許可したデータフローへ資源を割当てる方法である。 In order to satisfy the time constraint, it is necessary to prevent packet transfer delay and packet discard by preventing congestion from occurring. For this purpose, admission control is used to limit communication requests that exceed available communication resources. Admission control is a method for deciding whether to permit or deny new communication to the network based on the requested amount of resources and available resources, and allocating resources to the permitted data flow.

アドミッション制御システムの必要最小限の構成要素を含む対象環境を図１に示す。アドミッション制御システム１０は、送信ホスト１のある送信側から受信ホスト５のある受信側への単方向パス４に対するアドミッション制御を行う。それぞれ、アドミッション判断装置２はアドミッション判断と通信資源の管理を行い、トラヒック制御装置３は許可したデータフローのトラヒックの監視または必要に応じてトラヒック制御を行う。 The target environment including the minimum necessary components of the admission control system is shown in FIG. The admission control system 10 performs admission control for the unidirectional path 4 from the transmission side with the transmission host 1 to the reception side with the reception host 5. Each of the admission determination device 2 performs admission determination and communication resource management, and the traffic control device 3 monitors traffic of the permitted data flow or performs traffic control as necessary.

従来技術であるＲＳＶＰ(Resource Reservation
Protocl:RFC2205)を用いた方式は、送信と受信のアドレスおよびポート番号とプロトコル番号とによって識別されるパケットの集合をデータフローとして扱い、データフローの転送レートを用いたアドミッション制御を行う。 The conventional technology RSVP (Resource Reservation
Protocl: RFC2205) uses a set of packets identified by transmission and reception addresses, port numbers and protocol numbers as a data flow, and performs admission control using the transfer rate of the data flow.

ＲＳＶＰのアドミッション制御に係る機能ブロック図を図４に示す。ＲＳＶＰはデータフローが経由するルータがアドミッション判断およびトラヒック制御の機能を有することを前提として、各ルータがアドミッション判断を行う。要求受信部２０は要求パラメータとして転送レートを入力とする。アドミッション判断部２１は、管理通信資源として上限帯域Ｕと既に許可された全ての転送中の収容フローの全ての転送レート（∀_jＶ_j）の情報をもとに、転送中のデータフローの転送レート情報をもとに、要求転送レートの収容可否を判断する。トラヒック制御部２２は許可したデータフローに対して資源の割当てを行う。 FIG. 4 is a functional block diagram related to RSVP admission control. In RSVP, each router performs admission determination on the assumption that the router through which the data flow passes has admission determination and traffic control functions. The request receiving unit 20 receives a transfer rate as a request parameter. The admission determination unit 21 uses the upper limit bandwidth U as the management communication resource and information on all transfer rates (∀ _j V _j ) of all the accommodated flows that are already permitted to be transferred. Whether the requested transfer rate can be accommodated is determined based on the transfer rate information. The traffic control unit 22 assigns resources to the permitted data flow.

なお、図４における記号∀_jは既に許可された全ての収容フローｊが考慮（処理）の対象であることを示し、記号∀_jＶ_jは既に許可された全ての収容フローｊの転送レートを示す。なお、記号∀は一般的に全称記号と呼ばれている記号である。 Note that the symbol ∀ _j in FIG. 4 indicates that all already permitted accommodation flows j are to be considered (processed), and the symbol ∀ _j V _j indicates the transfer rate of all already permitted accommodation flows j. Show. The symbol ∀ is a symbol generally called a generic symbol.

ＲＳＶＰの各機能部の詳細を以下に説明する。 Details of each functional unit of RSVP will be described below.

要求受信部２０は、新規データフローｉの転送レートＶ_iを要求パラメータとして受け取り、アドミッション判断部２１へ渡す。要求パラメータとして許容遅延時間を含むこともある。ここでは許容遅延時間を０として説明する。 The request reception unit 20 receives the transfer rate V _i of the new data flow _i as a request parameter and passes it to the admission determination unit 21. The allowable delay time may be included as a required parameter. Here, description will be made assuming that the allowable delay time is zero.

アドミッション判断部２１は、転送中の収容データフローの転送レートＶ_iを管理して、新規要求時には、収容データフローｊの転送レートＶ_jの総和（ΣＶ_j）にＶ_iを加えた値が、単方向パスの上限帯域Ｕ以下であれば許可、Ｕを超える場合は拒否と判断する。また、許可したデータフローの転送レートの値を保持する。 The admission determination unit 21 manages the transfer rate V _i of the accommodated data flow being transferred, and when a new request is made, the value obtained by adding V _i to the sum (ΣV _j ) of the transfer rates V _j of the accommodated data flow j If it is below the upper limit band U of the unidirectional path, it is determined to be permitted, and if it exceeds U, it is determined to be rejected. It also holds the transfer rate value of the permitted data flow.

トラヒック制御部２２は、各データフローの転送レートを監視して、アドミッション判断部２１が決定した資源配分量を超えるトラヒックを廃棄する。 The traffic control unit 22 monitors the transfer rate of each data flow and discards traffic exceeding the resource allocation amount determined by the admission determination unit 21.

ＮｅｔｗｏｒｋＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔｓ：２２０５Network Working Group Request for Comments: 2205 ＮｅｔｗｏｒｋＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔｓ：２５８１Network Working Group Request for Comments: 2581 ＮｅｔｗｏｒｋＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔｓ：３４４８Network Working Group Request for Comments: 3448

従来技術では要求パラメータとして転送レートが用いられている。しかし、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）やＬｉｎｕｘなどの一般的なオペレーティングシステムがパケットの送信レートを高精度に制御することは困難であることが知られている。そのため、送信ホストは意図せずに、要求した転送レートを超えて転送を行ってしまい、超過したトラヒックが廃棄されて、結果として時間制約を満たせない可能性がある。 In the prior art, a transfer rate is used as a required parameter. However, it is known that it is difficult for a general operating system such as Windows (registered trademark) or Linux to control the packet transmission rate with high accuracy. Therefore, there is a possibility that the transmission host unintentionally performs transfer exceeding the requested transfer rate, and the excess traffic is discarded, resulting in failure to satisfy the time constraint.

一方、そのような転送レートの変動を許容するために、予め余分に資源割当を行う対処法があるが、必要以上の資源割当は資源の利用効率の低下を招く。よって、転送レートの変動を許容し、かつ、利用効率を保つ適切な要求値を決定することは困難であり、転送レートはアドミッション制御のために適切に指定できるパラメータではない、という問題があった。 On the other hand, in order to allow such a change in the transfer rate, there is a countermeasure for preliminarily allocating resources, but allocating resources more than necessary causes a decrease in resource utilization efficiency. Therefore, it is difficult to determine an appropriate request value that allows fluctuations in the transfer rate and maintains usage efficiency, and the transfer rate is not a parameter that can be appropriately specified for admission control. It was.

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、適切に指定できる要求パラメータを用いることにより、時間制約の厳しいアプリケーションの要求条件を満たしつつ、ネットワークの利用効率を低下させないサービスが提供可能となるアドミッション制御装置および方法を提供することを目的とする。 The present invention has been performed under such a background, and by using a request parameter that can be appropriately specified, a service that satisfies the requirements of a time-strict application and does not reduce the efficiency of use of the network. It is an object of the present invention to provide an admission control device and method that can be provided.

そこで本課題を解決するために、本発明のアドミッション制御は、指定する要求パラメータとしてデータ転送完了要求時刻および転送データ量を用いて、完了要求時刻までに要求した転送データ量を転送できるか否かでアドミッション判断を行うものである。 Therefore, in order to solve this problem, the admission control of the present invention uses the data transfer completion request time and the transfer data amount as the request parameters to be specified, and determines whether or not the requested transfer data amount can be transferred by the completion request time. It is an admission decision.

すなわち、本発明は、ネットワークにおける新たなデータフローの設定要求に対し、データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローのパラメータを判断するアドミッション制御装置であって、本発明の特徴とするところは、前記データフローの転送完了要求時刻および転送データ量を入力パラメータとして前記判断を行う判断手段を備えたところにある。 That is, the present invention is an admission control device for determining whether to permit or reject data flow setting or to determine a data flow parameter for which setting is permitted in response to a new data flow setting request in a network. This is because there is provided a determination means for performing the determination using the transfer completion request time of the data flow and the transfer data amount as input parameters.

これによれば、パケットの転送レートを高精度に制御する必要はなく、単に、完了要求時刻までに要求した転送データ量を転送できるか否かでアドミッション判断を行うことができる。 According to this, it is not necessary to control the packet transfer rate with high accuracy, and it is possible to make an admission determination simply by whether or not the requested transfer data amount can be transferred by the completion request time.

さらに、前記判断手段は、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、転送開始時刻を入力パラメータとして判断を行う手段を含むことができる。これによれば、将来の任意の時点においてアドミッション判断を行うことができる。 Further, the determination means can include means for determining the transfer start time as an input parameter in addition to the data flow transfer completion request time and the transfer data amount. According to this, admission determination can be performed at an arbitrary future time point.

あるいは、さらに、前記判断手段は、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、最大転送レートを入力パラメータとして判断を行う手段を含むことができる。これによれば、アドミッション判断の際に、必要以上の資源を与えてしまうことを回避することができるため、資源の有効利用を図ることができる。 Alternatively, the determination means may further include means for determining the maximum transfer rate as an input parameter in addition to the data flow transfer completion request time and the transfer data amount. According to this, since it is possible to avoid giving more resources than necessary at the time of admission determination, effective use of resources can be achieved.

また、前記データフローの設定要求は、例えば、一塊のデータ単位の転送を、設定要求の単位とする。あるいは、前記データフローの設定要求は、一連のデータ断片（メディアフレーム）の転送を行う設定要求であり、かつ、各データ断片の転送完了要求時刻および転送データ断片の量を入力パラメータとして一連のデータ断片を一括して判断を行うこともできる。 In addition, the data flow setting request uses, for example, a batch of data unit transfer as a setting request unit. Alternatively, the data flow setting request is a setting request for transferring a series of data fragments (media frames), and a series of data using the transfer completion request time of each data fragment and the amount of transfer data fragments as input parameters. Judgment can also be made for fragments.

あるいは、本発明のアドミッション制御装置は、現在および将来の各データフローの転送量を計算する計算手段と、この計算する手段による計算結果に基づき前記判断を行う判断手段とを備えたことを特徴とする。これによれば、将来のデータフロー転送量の適切な分配を計算することができる。 Alternatively, the admission control device according to the present invention includes a calculation unit that calculates a transfer amount of each current and future data flow, and a determination unit that performs the determination based on a calculation result by the calculation unit. And According to this, it is possible to calculate an appropriate distribution of the future data flow transfer amount.

例えば、前記計算手段は、Ｍａｘ−ｍｉｎｆａｉｒｓｈａｒｅを用いて現在および将来の各データフローの転送量を計算する手段を含む。 For example, the calculation means includes means for calculating the transfer amount of each current and future data flow using Max-min fair share.

また、本発明のアドミッション制御装置は、前記データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローの帯域に基づきトラヒックの制御を行うトラヒック制御手段を備えることができる。これによれば、一つのアドミッション制御装置を用いて、単にアドミッション判断のみならず、トラヒックの制御も行うことができる。 The admission control apparatus according to the present invention may further include traffic control means for controlling traffic based on a data flow bandwidth to be determined or permitted to be set or rejected. According to this, not only admission judgment but also traffic control can be performed by using one admission control device.

前記トラヒック制御手段は、例えば、トラヒックが過負荷状態のときに、上限帯域を超えるトラヒックを廃棄する手段を含む。あるいは、キュー長に閾値の設定を行い、キュー長が当該閾値を超えた状態をトラヒックの過負荷状態とする手段を含む。あるいは、設定許可された複数のデータフローに対してそれぞれ設定許可された帯域の比に基づき前記上限帯域を各データフローに分配して各データフローにおいて前記分配された帯域を超えるトラヒックを廃棄する手段を含む。さらに、各データフローにおいて、前記設定許可された帯域を超えるトラヒックを廃棄する手段を備えることができる。 The traffic control means includes, for example, means for discarding traffic exceeding the upper limit band when the traffic is in an overload state. Alternatively, it includes means for setting a threshold value for the queue length and setting a state in which the queue length exceeds the threshold value as a traffic overload state. Alternatively, means for distributing the upper limit bandwidth to each data flow based on a ratio of the permitted bandwidths to a plurality of permitted data flows, and discarding traffic exceeding the distributed bandwidth in each data flow including. Furthermore, in each data flow, it is possible to provide means for discarding traffic exceeding the bandwidth permitted for the setting.

あるいは、本発明のアドミッション判断のみを行うアドミッション制御装置と、前記トラヒック制御手段を備えたトラヒック制御装置とで構成されたアドミッション制御システムとして本発明を実現してもよい。 Or you may implement | achieve this invention as an admission control system comprised by the admission control apparatus which performs only the admission judgment of this invention, and the traffic control apparatus provided with the said traffic control means.

これにより、時間制約の厳しいアプリケーションの要求条件を満たしつつ、ネットワークの利用効率を低下させないサービスが提供可能となる。 As a result, it is possible to provide a service that does not reduce the efficiency of use of the network while satisfying the requirements of applications with severe time constraints.

また、本発明のアドミッション制御装置を、データフローの設定許可または拒否の判断ではなく、データフローの優先転送または非優先転送の判断を行う場合にも適用することができる。例えば、データフロー全てについて、予測時刻が転送完了要求時刻以下であれば、優先転送に振り分け、１つでも予測時刻が転送完了要求時刻を超えていれば、非優先転送に振り分ける。あるいは、ある基準となる転送データサイズを定めて、その基準以下のサイズのデータフローを優先転送とし、前記基準を超えるサイズのデータフローを非優先転送とするなどの判断を行うことができる。 The admission control device of the present invention can also be applied to a case where determination of priority transfer or non-priority transfer of data flow is performed instead of determination of permission or rejection of data flow setting. For example, for all data flows, if the predicted time is less than or equal to the transfer completion request time, it is assigned to priority transfer, and if even one predicted time exceeds the transfer completion request time, it is assigned to non-priority transfer. Alternatively, it is possible to determine that a transfer data size as a reference is determined, a data flow having a size smaller than the reference is set as priority transfer, and a data flow having a size exceeding the reference is set as non-priority transfer.

このように、データフローの設定許可または拒否の判断に加え、データフローの優先転送または非優先転送の判断も可能となることは、時間制約の厳しいアプリケーションの要求条件を満たしつつ、ネットワークの利用効率を低下させないサービスを実現する上で有用である。 In this way, in addition to determining whether to permit or reject data flow settings, it is also possible to determine whether data flow is preferential or non-prioritized transfer, while satisfying the requirements of time-critical applications and network usage efficiency. This is useful in realizing a service that does not degrade the service.

また、本発明を、アドミッション制御方法の発明として観ることができる。すなわち、本発明は、ネットワークにおける新たなデータフローの設定要求に対し、データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローのパラメータを判断するアドミッション制御装置において実行されるアドミッション制御方法であって、本発明の特徴とするところは、前記データフローの転送完了要求時刻および転送データ量を入力パラメータとして前記判断を行うところにある。 The present invention can also be viewed as an invention of an admission control method. That is, the present invention relates to an admission control method that is executed in an admission control device that determines data flow setting permission or rejection or a data flow parameter that permits setting in response to a new data flow setting request in a network. The feature of the present invention resides in that the determination is performed using the transfer completion request time of the data flow and the transfer data amount as input parameters.

また、本発明のアドミッション制御方法を、データフローの設定許可または拒否の判断ではなく、データフローの優先転送または非優先転送の判断を行う場合にも適用することができる。 The admission control method of the present invention can also be applied to a case where determination of priority transfer or non-priority transfer of data flow is performed instead of determination of permission or rejection of data flow setting.

さらに、前記判断に際し、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、転送開始時刻を入力パラメータとして判断を行うこともできる。あるいは、前記判断に際し、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、最大転送レートを入力パラメータとして判断を行うこともできる。 Further, in the determination, it is possible to determine the transfer start time as an input parameter in addition to the data flow transfer completion request time and the transfer data amount. Alternatively, in the determination, it is possible to determine the maximum transfer rate as an input parameter in addition to the data flow transfer completion request time and the transfer data amount.

例えば、前記データフローの設定要求は、一塊のデータ単位の転送を、設定要求の単位とする。あるいは、前記データフローの設定要求は、一連のデータ断片（メディアフレーム）の転送を行う設定要求であり、かつ、各データ断片の転送完了要求時刻および転送データ断片の量を入力パラメータとして一連のデータ断片を一括して判断を行う。 For example, in the data flow setting request, transfer of a single data unit is set as a setting request unit. Alternatively, the data flow setting request is a setting request for transferring a series of data fragments (media frames), and a series of data using the transfer completion request time of each data fragment and the amount of transfer data fragments as input parameters. Judge the pieces in bulk.

あるいは、本発明のアドミッション制御方法は、現在および将来の各データフローの転送量を計算し、この計算結果に基づき前記判断を行うことを特徴とする。このときに、前記計算に際し、Ｍａｘ−ｍｉｎｆａｉｒｓｈａｒｅを用いて現在および将来の各データフローの転送量を計算することができる。 Alternatively, the admission control method of the present invention is characterized in that a transfer amount of each current and future data flow is calculated and the determination is made based on the calculation result. At this time, in the calculation, the transfer amount of each current and future data flow can be calculated using Max-min fair share.

また、前記アドミッション制御と共に、前記データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローの帯域に基づきトラヒックの制御を併せて行うこともできる。例えば、前記トラヒックの制御に際し、トラヒックが過負荷状態のときに、上限帯域を超えるトラヒックを廃棄する。あるいは、前記トラヒックの制御に際し、キュー長に閾値の設定を行い、キュー長が当該閾値を超えた状態をトラヒックの過負荷状態とする。あるいは、前記トラヒックの制御に際し、設定許可された複数のデータフローに対してそれぞれ設定許可された帯域の比に基づき前記上限帯域を各データフローに分配して各データフローにおいて前記分配された帯域を超えるトラヒックを廃棄する。さらに、各データフローにおいて、前記設定許可された帯域を超えるトラヒックを廃棄することができる。 In addition to the admission control, it is also possible to perform traffic control based on the determination of permission or refusal of setting of the data flow or the bandwidth of the data flow to be permitted to set. For example, when controlling the traffic, when the traffic is in an overload state, the traffic exceeding the upper limit band is discarded. Alternatively, when the traffic is controlled, a threshold is set for the queue length, and a state where the queue length exceeds the threshold is set as a traffic overload state. Alternatively, when the traffic is controlled, the upper limit bandwidth is distributed to each data flow based on the ratio of the permitted bandwidth to each of the plurality of permitted data flows, and the distributed bandwidth is set in each data flow. Discard excess traffic. Further, in each data flow, it is possible to discard traffic exceeding the band permitted for the setting.

本発明によれば、データの転送完了要求時刻と送信アプリケーションが取得可能な転送データサイズとをもとにアドミッション制御を行うことで、時間制約の厳しいアプリケーションの要求条件を満たしつつ、ネットワークの利用効率を低下させないサービスが提供可能となる。 According to the present invention, admission control is performed based on the data transfer completion request time and the transfer data size that can be acquired by the transmission application, thereby satisfying the requirements of the application with severe time constraints and using the network. Services that do not reduce efficiency can be provided.

本実施例のアドミッション制御方法と、その目的および利点について、実施形態と図面に基づいて詳細に説明する。 The admission control method of this example, its purpose and advantages will be described in detail based on the embodiment and the drawings.

本実施例は、任意のルールによって識別されるパケットの集合をデータフローとして扱い、資源配分をデータフロー単位に行う。例えば、同一の送信アドレス、宛先アドレス、送信ポート、受信ポート、プロトコル番号を有すパケットの集合をデータフローと捉える。対象環境は図１の形態をとるが、ここに示す単方向パス４は、図２の複数のリンク６−１、６−２から構成されるパスとして捉えることもできる。 In this embodiment, a set of packets identified by an arbitrary rule is handled as a data flow, and resource allocation is performed in units of data flows. For example, a set of packets having the same transmission address, destination address, transmission port, reception port, and protocol number is regarded as a data flow. Although the target environment takes the form of FIG. 1, the unidirectional path 4 shown here can also be understood as a path composed of the plurality of links 6-1 and 6-2 in FIG.

複数リンク６−１、６−２をつなぐデータ転送機能を有する転送装置が、トラヒック制御装置３−１、３−２の機能を有し、アドミッション判断装置２は全体のトラヒック情報を管理する。また、本発明はパケット単位で優先度毎にクラス分けを行い、クラスの優先度に則して転送が行われるＤｉｆｆＳｅｒｖアーキテクチャにも適用できる。 A transfer device having a data transfer function for connecting a plurality of links 6-1 and 6-2 has the functions of the traffic control devices 3-1 and 3-2, and the admission determination device 2 manages the entire traffic information. The present invention can also be applied to a DiffServ architecture in which classification is performed for each priority on a packet basis, and transfer is performed according to the class priority.

共通の転送ポリシを有するルータ群で構成されるＤｉｆｆＳｅｒｖネットワークはＤＳドメインと定義され、図３のように単方向パス４はレイヤ３転送機能を有するトラヒック制御装置が接続された単一のＤＳドメイン７と捉えることもできる。 A DiffServ network composed of a group of routers having a common forwarding policy is defined as a DS domain. As shown in FIG. 3, a unidirectional path 4 is a single DS domain 7 to which a traffic control device having a layer 3 forwarding function is connected. It can also be taken as.

例えば、仮想専用回線サービスを提供できるＥＦ−ＰＨＢをサポートすることで、ＥＦクラスの転送帯域を単方向パス帯域としてそこへ流れるデータフローのアドミッション制御が可能である。アドミッション制御システム１０が接続された単方向パス４は、あらゆる形態として捉えることができる。 For example, by supporting EF-PHB that can provide a virtual private line service, it is possible to perform admission control of a data flow that flows to the EF class transfer band as a unidirectional path band. The unidirectional path 4 to which the admission control system 10 is connected can be regarded as any form.

本実施例の機能ブロックを図５に示す。本実施例は、要求受信部３０、アドミッション判断部３１、トラヒック制御部３２から構成される。本実施例は、各構成要素を図６（ａ）のようにトラヒック制御部３２を分けてトラヒック制御装置３とアドミッション判断装置２として実現する形態と、図６（ｂ）のようにアドミッション制御装置１１として全ての機能を含む形で単一装置内に実現する形態がある。 FIG. 5 shows functional blocks of the present embodiment. This embodiment includes a request receiving unit 30, an admission determining unit 31, and a traffic control unit 32. In this embodiment, each component is realized as a traffic control device 3 and an admission determination device 2 by dividing the traffic control unit 32 as shown in FIG. 6A, and an admission as shown in FIG. 6B. There is a form in which the control device 11 is realized in a single device including all functions.

要求受信部３０は、受け取った要求パラメータをアドミッション判断部３１へ通知する。要求パラメータ通知を受け取ったアドミッション判断部３１は、既に許可された転送中の収容データフローの情報をもとに新規データフローの進入の許可または拒否を判断する。トラヒック制御部３２はアドミッション判断部３１が行った資源配分の結果をもとにトラヒック制御を行う。 The request receiving unit 30 notifies the admission determining unit 31 of the received request parameter. Upon receiving the request parameter notification, the admission determination unit 31 determines whether to permit or reject entry of the new data flow based on the already permitted information on the accommodated data flow being transferred. The traffic control unit 32 performs traffic control based on the result of resource allocation performed by the admission determination unit 31.

以下、本実施例について具体的な処理手順を、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a specific processing procedure for the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

要求受信部３０は、図７（ａ）に示すように受信ホスト５または図７（ｂ）に示すように送信ホスト１からデータフローの要求パラメータ通知を受けるインタフェースを有す。要求パラメータは、データフロー識別子と、転送完了要求時刻ｄおよび転送データサイズｌを含む。また、要求パラメータとして、送信者が取得可能な値を含めることができる。例えば、受信者は送信開始時刻を指定することによって、将来の任意の時点からデータ受信を開始することが可能になる。 The request receiving unit 30 has an interface for receiving a request parameter notification of a data flow from the receiving host 5 as shown in FIG. 7A or the sending host 1 as shown in FIG. 7B. The request parameter includes a data flow identifier, a transfer completion request time d, and a transfer data size l. In addition, a value that can be acquired by the sender can be included as the request parameter. For example, the receiver can start data reception from an arbitrary time in the future by specifying the transmission start time.

また、送信ホスト１の最大転送性能がネットワーク容量以下の場合には、送信ホスト１の最大転送レートｐを通知することで、アドミッション判断部３１が送信ホスト１の性能以上の資源を与えてしまい、資源が有効利用されなくなることを防ぐことが可能となる。 Further, when the maximum transfer performance of the transmission host 1 is equal to or less than the network capacity, the admission determination unit 31 gives resources higher than the performance of the transmission host 1 by notifying the maximum transfer rate p of the transmission host 1. It is possible to prevent the resources from being effectively used.

以下の実施例では、転送完了要求時刻ｄ、転送データサイズｌ、最大転送レートｐのパラメータを用いたアドミッション制御を示す。送信開始時刻は要求時刻と一致するものとする。 In the following embodiment, admission control using parameters of transfer completion request time d, transfer data size l, and maximum transfer rate p is shown. It is assumed that the transmission start time coincides with the request time.

本実施例では、受信者または送信者は任意のデータ単位を用いて資源要求することができる。例えば、ファイル転送アプリケーションであればファイル全体を単位として転送の要求が可能であり、一方、映像ストリーミングアプリケーションでは映像フレーム単位に要求を行うことが可能である。また、要求を複数一括して行うことで、映像コンテンツ全体の転送について要求することが可能である。 In this embodiment, the receiver or the sender can make a resource request using an arbitrary data unit. For example, a file transfer application can request transfer in units of the entire file, while a video streaming application can request in units of video frames. Further, it is possible to request transfer of the entire video content by making a plurality of requests at once.

次に、アドミッション判断部３１は、全ての収容データフローｉについて転送完了要求時刻ｄ_i、転送データ量ｌ_i、最大転送レートｐ_i、現在時刻ｔまでに転送が完了したデータ量ｂ_i（ｔ）、現在時刻ｔから転送完了要求時刻ｄ_iまでの間に転送すべきデータ量ｒ_i（ｔ）＝ｌ_i−ｂ_i（ｔ）を定義および保持する。 Next, the admission determination unit 31 transfers the transfer completion request time d _i , the transfer data amount l _i , the maximum transfer rate p _i , and the data amount b _i (transfer completed by the current time t) for all the accommodated data flows i. t) Defines and holds the data amount r _i (t) = l _i −b _i (t) to be transferred between the current time t and the transfer completion request time d _i .

また、ｄ_iを時間軸において、図８に示すように並べ替えたものをｋ_j（ｔ＝ｋ₀＜…＜ｋ_j-1＜ｋ_j＜ｋ_j+1＜…＜ｋ_n）とおく。そのとき、ｋ_jの間隔δ_j＝（ｋ_j−ｋ_j-1）、δ_i間隔における上限転送データ量Ｃ（δ_j）、データフローｉにおけるｋ_jまでに転送すべきデータ量ｑ_i（ｋ_j）、Ｃ（δ_j）を分けるデータフロー数ｎ（δ_j）、データフローｉに対してδ_jに割当てられた転送データ量Ｂ_i（δ_j）を定義および保持する。ｔ、ｄ_i、ｂ_i(ｔ)およびｒ_i（ｔ）を、縦軸を転送レート、横軸を時間とするグラフに表すと図９のようになる。データフローｉにおける転送レートを示したグラフと横軸とで囲まれた部分において、ｔまでがｂ_i（ｔ）となり、ｔからｄ_iまでがｒ_i（ｔ）となる。 Further, in the time axis d _i, is denoted by those rearranged as shown in FIG. _{_{8 k j (t = k 0}} <... <k j-1 <k j <k j + 1 <... <k n) . At that time, k _j interval δ _j = (k _j −k _j−1 ), upper limit transfer data amount C (δ _j ) in interval δ _i , and data amount q _i (data to be transferred by k _j in data flow i. k _j ), the number of data flows n (δ _j ) dividing C (δ _j ), and the transfer data amount B _i (δ _j ) allocated to δ _j for the data flow i are defined and held. FIG. 9 shows t, d _i , b _i (t) and r _i (t) in a graph in which the vertical axis represents the transfer rate and the horizontal axis represents time. In the portion surrounded by the graph indicating the transfer rate in the data flow i and the horizontal axis, up to t is b _i (t), and from t to d _i is r _i (t).

新規データフローの要求パラメータに対してアドミッション判断部３１は、新規データフローを加えた全てのデータフローｉについて、各δ_jにおけるＣ（δ_j）の分配を再計算して、ｑ_i（ｋ_j）を求める。Ｃ（δ_j）の分配方法には、任意の方法が適用できる。本実施例では、Ｍａｘ−ｍｉｎｆａｉｒｓｈａｒｅを用いた分配計算例を以下に説明してフローチャートを図１０に示す。 The admission determination unit 31 recalculates the distribution of C (δ _j ) in each δ _j for all data flows i to which the new data flow has been added for the required parameters of the new data flow, and q _i (k _j ). Any method can be applied to the distribution method of C (δ _j ). In this embodiment, a distribution calculation example using Max-min fair share is described below, and a flowchart is shown in FIG.

まずｋ_j＝ｄ_iのときｑ_i（ｋ_j）←ｒ_i（ｔ）、ｋ_j＜ｄ_iのときｑ_i（ｋ_j）←０と初期化する（Ｓ１）。なお、図５および図１０における記号∀_i,jは全ての新規フローｉおよび収容フローｊが考慮（処理）の対象であることを示し、記号∀_iは全ての新規フローｉが考慮（処理）の対象であることを示す。また、図５の記号∃_iはいずれか一つの新規フローｉが考慮（処理）の対象であることを示す。なお、記号∃は一般的に存在記号と呼ばれている記号である。 First, q _i (k _j ) ← r _i (t) is initialized when k _j = d _i , and q _i (k _j ) ← 0 is initialized when k _j <d _i (S1). In FIG. 5 and FIG. 10, symbol ∀ _{i, j} indicates that all new flows i and accommodation flows j are objects of consideration (processing), and symbol ∀ _i indicates that all new flows i are considered (processing). Indicates that it is the target of Further, the symbol ∃ _{i in} FIG. 5 indicates that any one new flow i is a target of consideration (processing). The symbol ∃ is a symbol generally called a presence symbol.

δ_nからδ_lまで降順に、δ_i内のｑ_i（ｋ_j）の値が小さいものから順次、Ｂ_i（δ_j）を以下の式、
Ｂ_i（δ_j）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（ｐ_i×δ_j，Ｃ（δ_j）／ｎ（δ_j））、ｑ_i（ｋ_j）］
で求め（Ｓ２〜Ｓ５）、ｑ_i（ｋ_j-1）を、
ｑ_i（ｋ_j-1）＝ｑ_i（ｋ_j）−Ｂ_i（δ_j）
で求める（Ｓ６）。Ｃ（δ_j）を、Ｃ（δ_j）からＢ_i（δ_j）を減算した値（Ｓ７）、ｎ（δ_j）を、ｎ（δ_j）から１減算した値（Ｓ８）にそれぞれ更新してから、次に値の小さいものを計算する（Ｓ９→Ｓ４）。Ｂ_i（δ_j）およびｑ_i（ｋ_j）を、図１１を用いて説明すると次のようになる。例えば、横幅を時間、縦幅を転送レートとした総面積Ｃ（δ_j）に対してｎ（δ_j）＝３のとき、図１１（ａ）に示す
ｑ_i（ｋ_j）＜Ｃ（δ_j）／ｎ（δ_j）
のとき、
Ｂ_i（δ_j）＝ｑ_i（ｋ_j）
となり、図１１（ｂ）に示す
ｑ_i（ｋ_j）＞Ｃ（δ_j）／ｎ（δ_j）
のとき、
Ｂ_i（δ_j）＝Ｃ（δ_j）／ｎ（δ_j）
となり、ｑ_i（ｋ_j）からＢ_i（δ_j）を差し引いた部分がｑ_i（ｋ_j-1）となる。ｎ（δ_j）が０に達した時点で（Ｓ１０）、δ_j-1へ処理を移る（Ｓ１４）。 in descending order from the [delta] _n to [delta] _l, sequentially from those values of q _i (k _j) of the [delta] _i is small, the following equation B _{i (δ} _j),
B _i (δ _j ) = min [min (p _i × δ _j , C (δ _j ) / n (δ _j )), q _i (k _j )]
(S2 to S5), q _i (k _j-1 )
q _i (k _j−1 ) = q _i (k _j ) −B _i (δ _j )
(S6). The C (δ _j), respectively, from the _{_{C (δ j) B i (}} δ j) a value obtained by subtracting (S7), n a ([delta] _j), the n 1 value obtained by subtracting from the (δ _j) (S8) Update Then, the next smallest value is calculated (S9 → S4). B _i (δ _j ) and q _i (k _j ) will be described with reference to FIG. For example, when n (δ _j ) = 3 with respect to the total area C (δ _j ) where the horizontal width is time and the vertical width is the transfer rate, q _i (k _j ) <C (δ) shown in FIG. _j ) / n (δ _j )
When,
B _i (δ _j ) = q _i (k _j )
Q _i (k _j )> C (δ _j ) / n (δ _j ) shown in FIG.
When,
B _i (δ _j ) = C (δ _j ) / n (δ _j )
Next, q _i (k _j) from B _i (δ _j) a subtraction portion is _{_{q i (k j-1)}} . When n (δ _j ) reaches 0 (S10), the process proceeds to δ _j-1 (S14).

前述の手順を一般にデータフロー数ｎのとき、全てのデータフローｉのｑ_i（ｋ₀）まで求める。全てのデータフローｉについて、
ｑ_i（ｋ₀）＝０
のとき新規データフローの進入が許可されて（Ｓ１２）、
ｑ_i（ｋ₀）＞０
となるデータフローが存在するときは、データフローの進入が拒否される（Ｓ１３）。 In general, when the number of data flows is n, the above procedure is obtained up to q _i (k ₀ ) of all data flows i. For all data flows i
q _i (k ₀ ) = 0
When the new data flow is allowed to enter (S12),
q _i (k ₀ )> 0
When there is a data flow that becomes, the entry of the data flow is rejected (S13).

ここで、アドミッション判断処理について、既に４データフローＡ，Ｂ，Ｃ，Ｅが許可された状況に対して新規データフローＤが要求を行う場合を例として具体的な計算手順を示す。上限帯域を１０Ｍｂｐｓ、各データフローの最大転送レートを５Ｍｂｐｓとおく。現在時刻ｔ＝０における、各データフローＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの転送終了要求時刻（秒）をそれぞれ、１、２、３、５、８とする。 Here, with regard to the admission determination process, a specific calculation procedure will be described by taking as an example a case where a new data flow D makes a request for a situation where four data flows A, B, C, and E are already permitted. The upper limit bandwidth is set to 10 Mbps, and the maximum transfer rate of each data flow is set to 5 Mbps. The transfer end request times (seconds) of the data flows A, B, C, D, and E at the current time t = 0 are 1, 2, 3, 5, and 8, respectively.

また、現在時点での既許可データフローＡ，Ｂ，Ｃ，Ｅの残余転送データ量ｒ_i（０）がそれぞれ、１．５Ｍｂｉｔ、４Ｍｂｉｔ、１２Ｍｂｉｔ、３５Ｍｂｉｔのとき、新規データフローＤの転送データ量が１２Ｍｂｉｔの場合と１５Ｍｂｉｔの場合とを考える。 Further, when the remaining transfer data amounts r _i (0) of the already permitted data flows A, B, C, and E at the current time point are 1.5 Mbit, 4 Mbit, 12 Mbit, and 35 Mbit, respectively, the transfer data amount of the new data flow D Consider the case of 12 Mbit and 15 Mbit.

まず、データフローＤが１２Ｍｂｉｔの転送要求を行う場合を示す。最初にｑ_A（１）＝１．５、ｑ_B（２）＝４、ｑ_C（３）＝１２、ｑ_D（５）＝１２、ｑ_E（８）＝３５とおく。行を終了要求時刻、列をデータフロー識別子として、各要素をその終了要求時刻におけるデータフローの残余転送データ量とした表を以下のように表す。 First, a case where the data flow D makes a transfer request of 12 Mbit is shown. First, q _A (1) = 1.5, q _B (2) = 4, q _C (3) = 12, q _D (5) = 12, and q _E (8) = 35. A table in which the row is the end request time, the column is the data flow identifier, and each element is the remaining transfer data amount of the data flow at the end request time is expressed as follows.

δ₅＝８−５＝３、δ₄＝５−３＝２、δ₃＝３−２＝１、δ₂＝２−１＝１、δ₁＝１−０＝１であり、δ₅から降順に、すなわち、表の右端から計算していく。表の右端の要素のうち０でないものの個数ｎ（δ₅）＝１、δ₅における上限転送量Ｃ（δ₅）＝１０＊δ₅＝３０となり、Ｂ_E（δ₅）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊３、３０／１）、３５］＝１５、ｑ_E（５）＝ｑ_E（８）−１５＝３５−１５＝２０となる。このとき上記の表は次のように更新される。

δ ₅ = 8-5 = 3, δ ₄ = 5-3 = 2, δ ₃ = 3-2 = 1, δ ₂ = 2-1 = 1, δ ₁ = 1-0 = 1, and from δ ₅ Calculate in descending order, that is, from the right edge of the table. The number of those non-zero among the right edge of the table element _{n (δ 5) = 1,} δ upper transfer amount in _{_{5 C (δ 5) = 10}} * δ 5 = 30 _{_{next, B E (δ 5) =}} min [min ( 5 * 3, 30/1), 35] = 15, q _E (5) = q _E (8) −15 = 35−15 = 20. At this time, the above table is updated as follows.

次に、δ₄について計算する。ここではｎ（δ₄）＝２、Ｃ（δ₄）＝２０となる。δ₄の要素について昇順に処理を進め、ｑ_Ｄ（３）、ｑ_Ｅ（３）の順に計算する。Ｂ_Ｄ（δ₄）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊２、２０／２）、１２］＝１０、ｑ_Ｄ（３）＝ｑ_Ｄ（５）−１０＝１２−１０＝２となる。Ｃ（δ₄）＝２０−１０＝１０、ｎ（δ₄）＝２−１＝１と更新して、Ｂ_Ｅ（δ₄）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊２，１０／１）、２０］＝１０、ｑ_Ｅ（３）＝ｑ_Ｅ（５）−１０＝２０−１０＝１０と求める。このδ₄における計算結果状況は、以下の表になる。

Next, δ ₄ is calculated. Here, n (δ ₄ ) = 2 and C (δ ₄ ) = 20. The process proceeds in ascending order for the elements of δ ₄ and is calculated in the order of q _D (3) and q _E (3). B _D (δ ₄ ) = min [min (5 * 2, 20/2), 12] = 10, q _D (3) = q _D (5) −10 = 12 + 10 = 2. C (δ ₄ ) = 20−10 = 10 and n (δ ₄ ) = 2-1 = 1 are updated, and B _E (δ ₄ ) = min [min (5 * 2, 10/1), 20] = 10, q _E (3) = q _E (5) −10 = 20−10 = 10 The calculation result situation at δ ₄ is as follows.

δ₃について、ｎ（δ₃）＝３、Ｃ（δ₃）＝１０として、ｑ_D（３）、ｑ_E（３）、ｑ_C（３）の順に計算する。Ｂ_D（δ₃）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１，１０／３）、２］＝２、ｑ_D（２）＝ｑ_D（３）−２＝２−２＝０、Ｃ（δ₃）＝１０−２＝８、ｎ（δ₃）＝３−１＝２として、Ｂ_E（δ₃）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、８／２）、１０］＝４、ｑ_E（２）＝ｑ_E（３）−４＝６を求める。そしてＣ（δ₃）＝８−４＝４、ｎ（δ₃）＝２−１＝１として、Ｂ_C（δ₃）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、４／１）、１２］＝４、ｑ_C（２）＝ｑ_C（３）−４＝１２−４＝８となる。

δ ₃ is calculated in the order of q _D (3), q _E (3), q _C (3), assuming that n (δ ₃ ) = 3 and C (δ ₃ ) = 10. B _D (δ ₃ ) = min [min (5 * 1, 10/3), 2] = 2, q _D (2) = q _D (3) −2 = 2-2 = 0, C (δ ₃ ) = 10-2 = 8, n (δ ₃ ) = 3-1 = 2, B _E (δ ₃ ) = min [min (5 * 1, 8/2), 10] = 4, q _E (2) = Q _E (3) -4 = 6 is obtained. C (δ ₃ ) = 8−4 = 4, n (δ ₃ ) = 2-1 = 1, and B _C (δ ₃ ) = min [min (5 * 1, 4/1), 12] = 4 , Q _C (2) = q _C (3) −4 = 12−4 = 8.

δ₂においてまずｎ（δ₂）＝３、Ｃ（δ₂）＝１０として、ｑ_B（２）、ｑ_E（２）、ｑ_C（２）の順で計算される。Ｂ_B（δ₂）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、１０／３）、４］＝１０／３、ｑ_B（１）＝ｑ_B（２）−１０／３＝４−１０／３＝２／３、ｎ（δ₂）＝２、Ｃ（δ₂）＝２０／３として、Ｂ_E（δ₂）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、２０／３／２）、６］＝１０／３、ｑ_E（１）＝ｑ_E（２）−１０／３＝６−１０／３＝８／３、次にｎ（δ₂）＝１、Ｃ（δ₂）＝１０／３として、Ｂ_C（δ₂）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、１０／３／１）、８］＝１０／３、ｑ_C（１）＝ｑ_C（２）−１０／３＝８−１０／３＝１４／３を求める。

In δ ₂ , first, n (δ ₂ ) = 3 and C (δ ₂ ) = 10 are calculated in order of q _B (2), q _E (2), and q _C (2). B _B (δ ₂ ) = min [min (5 * 1, 10/3), 4] = 10/3, q _B (1) = q _B (2) −10 / 3 = 4−10 / 3 = 2 / 3, n (δ ₂ ) = 2, C (δ ₂ ) = 20/3, B _E (δ ₂ ) = min [min (5 * 1, 20/3/2), 6] = 10/3 , Q _E (1) = q _E (2) −10 / 3 = 6−10 / 3 = 8/3, then n (δ ₂ ) = 1, C (δ ₂ ) = 10/3, B _C (Δ ₂ ) = min [min (5 * 1, 10/3/1), 8] = 10/3, q _C (1) = q _C (2) −10 / 3 = 8−10 / 3 = 14 / 3 is obtained.

δ₁では、ｎ（δ₁）＝４、Ｃ（δ₁）＝１０として、ｑ_B（１）、ｑ_A（１）、ｑ_E（１）、ｑ_C（１）の順に計算される。Ｂ_B（δ₁）＝ｍｉｎ[ｍｉｎ（５＊１、１０／４）、２／３]＝２／３、ｑ_B（０）＝ｑ_B（１）−２／３＝２／３−２／３＝０、ｎ（δ₁）＝３とＣ（δ₁）＝２８／３に更新して、Ｂ_A（δ₁）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、（２８／３）／３）、１．５］＝１．５、ｑ_A（０）＝ｑ_A（１）−１．５＝１．５−１．５＝０、次にｎ（δ₁）＝２とＣ（δ₁）＝４７／６として、Ｂ_E（δ₁）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、（４７／６）／２）、８／３］＝８／３、ｑ_E（０）＝ｑ_E（１）−８／３＝８／３−８／３＝０、最後にｎ（δ₁）＝１とＣ（δ₁）＝３１／６のとき、Ｂ_C（δ₁）＝ｍｉｎ［ｍｉｎ（５＊１、（３１／６）／１）、１４／３］＝１４／３、ｑ_C（０）＝ｑ_C（１）−１４＝１４／３−１４／３＝０となる。ここで、ｑ_A（０）＝ｑ_B（０）＝ｑ_C（０）＝ｑ_D（０）＝ｑ_E（０）＝０となるので、１２Ｍｂｉｔ転送のデータフローＤの要求は許可される。しかし、データフローＤが１５Ｍｂｉｔの転送量を要求した場合には、ｑ_C（０）＞０、ｑ_E（０）＞０となり、データフローＤは拒否される。

In δ ₁ , n (δ ₁ ) = 4 and C (δ ₁ ) = 10 are calculated in the order of q _B (1), q _A (1), q _E (1), q _C (1). B _B (δ ₁ ) = min [min (5 * 1, 10/4), 2/3] = 2/3, q _B (0) = q _B (1) −2 / 3 = 2 / 3-2 / 3 = 0, n (δ ₁ ) = 3 and C (δ ₁ ) = 28/3, and B _A (δ ₁ ) = min [min (5 * 1, (28/3) / 3) 1.5] = 1.5, q _A (0) = q _A (1) −1.5 = 1.5−1.5 = 0, then n (δ ₁ ) = 2 and C (δ ₁ ) = 47/6, B _E (δ ₁ ) = min [min (5 * 1, (47/6) / 2), 8/3] = 8/3, q _E (0) = q _E (1 ) −8 / 3 = 8 / 3−8 / 3 = 0, and finally when n (δ ₁ ) = 1 and C (δ ₁ ) = 31/6, B _C (δ ₁ ) = min [min (5 * 1, (31/6) / 1), 14/3] = 14/3, q _C (0) = q _C (1) −14 = 14 / 3-14 / 3 = 0. Here, since q _A (0) = q _B (0) = q _C (0) = q _D (0) = q _E (0) = 0, the request for the data flow D of 12 Mbit transfer is permitted. . However, when the data flow D requests a transfer amount of 15 Mbits, q _C (0)> 0, q _E (0)> 0, and the data flow D is rejected.

データフローＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅの転送データ量の配分Ｂ_i（δ_j）を、縦軸を転送レート、横軸を時間にとったグラフで表すと図１２のようになる。区間［０、１］に資源の空きがあるため、データフローＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅはこの空き資源に対して割当以上に使用可能である。一方、データフローＤが許可された時点での配分Ｂ_i（δ_j）の様子は図１３のようになる。なお、［０、１］の表記は、点０および点１を含む区間を表す。 The distribution B _i (δ _j ) of the transfer data amount of the data flows A, B, C, and E is represented by a graph with the vertical axis representing the transfer rate and the horizontal axis representing time. Since there are vacant resources in the interval [0, 1], the data flows A, B, C, and E can be used more than the allocation for these vacant resources. On the other hand, the distribution B _i (δ _j ) when the data flow D is permitted is as shown in FIG. In addition, the notation [0, 1] represents a section including point 0 and point 1.

アドミッション判断処理後、トラヒック制御部は各データフローｉに対して各Ｂ_i（δ_j）の配分された転送量を満たす帯域の割当を行う。具体的な制御に係る手順を以下に説明して、フローチャートを図１４に示す。なお、この場合には図１４におけるｔはｔ∈δ_jである。 After the admission determination process, the traffic control unit assigns a bandwidth that satisfies the allocated transfer amount of each B _i (δ _j ) to each data flow i. A procedure related to specific control will be described below, and a flowchart is shown in FIG. In this case, t in FIG. 14 is tεδ _j .

トラヒック制御部３２は、まず、Ｂ_i（δ_j）から必要転送レートＶ_i（δ_j）を求める。次にデータフローの転送レートの変動を許容するために、キュー長に閾値Ｑ_thを設けて、Ｑ_th未満のときは何も行わず（Ｓ２３→Ｓ２４）、Ｑ_thに達したとき過負荷状態と判断して適切な超過トラヒックの制限を行う（Ｓ２３→Ｓ２５）。本実施例で示す制御方法は各データフローｉの転送レートｖ_i（ｔ）を測定して（Ｓ２５）、過負荷状態に、Ｖ_x（δ_j）を超えるｖ_x（ｔ）の転送レートにあるデータフローｘのパケットを（Ｓ２６）、ある確率Ｐ_lで廃棄する（Ｓ２７）。廃棄確率Ｐ_lは、Ｖ_i（δ_j）を保証できる任意の廃棄確率を利用する。本実施例では以下の式で示す廃棄確率Ｐ_lを用いて、上限帯域ＵをＶ_i（δ_j）の比で分けた帯域分を超えた分を廃棄する。 The traffic control unit 32 first obtains the necessary transfer rate V _i (δ _j ) from B _i (δ _j ). Next, in order to allow fluctuations in the transfer rate of the data flow, a threshold value Q _th is provided for the queue length, nothing is performed when it is less than Q _th (S23 → S24), and an overload condition is reached when Q _th is reached. It is determined that the excess traffic is appropriately limited (S23 → S25). In the control method shown in the present embodiment, the transfer rate v _i (t) of each data flow i is measured (S25), and the transfer rate v _x (t) exceeds V _x (δ _j ) in an overload state. packets of certain data flow x (S26), discarding a certain probability P _l (S27). The discard probability P _l uses an arbitrary discard probability that can guarantee V _i (δ _j ). In this embodiment, the discard probability P ₁ shown by the following equation is used to discard the portion exceeding the bandwidth divided by the ratio V _i (δ _j ) of the upper limit bandwidth U.

Ｐ_l＝（ｖ_i（ｔ）−Ｕ＊Ｖ_i（δ_j）／ΣＶ_i（δ_j））／ｖ_i（ｔ）
（ただし、ｖ_i（ｔ）＞Ｖ_i（δ_j））
データフローｉの２つの連続するパケット_jとパケット_j+1との到着時刻間隔をＩｎｔ_i（ｊ）として、ｖ_i（ｔ）は下記の式にて近似する。 P _l = (v _i (t) −U * V _i (δ _j ) / ΣV _i (δ _j )) / v _i (t)
(Where v _i (t)> V _i (δ _j ))
Assuming that the arrival time interval between two consecutive packets _j and _{j + 1 of} data flow i is Int _i (j), v _i (t) is approximated by the following equation.

ｖ_i（ｔ）＝１／（Ｉｎｔ_i（ｊ））＊ｐｓｉｚｅ_j
ｖ_i（ｔ）＝（１−α）ｖ_i（ｔ−Ｉｎｔ_i（ｊ））＋αｖ_i（ｔ）
ｐｓｉｚｅ_jはパケットｊのサイズであり、αは０から１までの値をとる。 v _i (t) = 1 / (Int _i (j)) * psize _j
v _i (t) = (1−α) v _i (t−Int _i (j)) + αv _i (t)
psize _j is the size of packet j, and α takes a value from 0 to 1.

以上、上述したアドミッション制御において、送信ホストは許可されたデータフローを送信ホストと受信ホストとに具備されている標準的な転送レート制御の枠組みで送信する。トラヒックが過負荷状態ではない場合は、資源割当分を超える転送レートが許容され、また、トラヒック過負荷状態時においては、標準的なレート制御技術（ＴＣＰ制御［ＲＦＣ２５８１］、ＴＦＲＣ制御［ＲＦＣ３４４８］、その他）がパケット廃棄をもとに転送レートを増減させるため、本トラヒック制御により転送レートが資源割当分に近づくように調整される。 As described above, in the admission control described above, the transmission host transmits the permitted data flow using the standard transfer rate control framework provided in the transmission host and the reception host. When the traffic is not overloaded, a transfer rate exceeding the resource allocation is allowed, and when the traffic is overloaded, standard rate control techniques (TCP control [RFC2581], TFRC control [RFC3448], Others) increase / decrease the transfer rate based on packet discard, so that the transfer rate is adjusted to approach the resource allocation by this traffic control.

以下に送信ホストの転送レートと、要求パラメータおよびアドミッション判断部３１により配分された資源の関係を、例を用いて説明する。まず、ファイル転送アプリケーションデータフローｉの例を図１５に示す。横軸が時間、縦軸が累積転送データ量を表しており、要求パラメータはこのグラフにおける点（ｄ_i、ｑ_i（ｄ_i））として表現される。要求条件が満たされた状態とは、送信ホストの転送レート制御のもとで、ｄ_iまでに累積転送データ量がｑ_i（ｄ_i）に達することである。図１５では、データフローｉに加えて２つのデータフローが許可されており、それぞれの完了要求時刻がｄ_i-1とｄ_i-2である。ｑ_i（ｄ_i）とｑ_i（ｄ_i-1）との差、およびｑ_i（ｄ_i-1）とｑ_i（ｄ_i-2）との差がそれぞれ区間（ｄ_i-1、ｄ_i］と区間（ｄ_i-2、ｄ_i-1］のデータフローｉに配分された転送量であり、各区間の実線の傾きがトラヒック制御で用いられる転送レートである。なお、（ｄ_i-１、ｄ_i］の表記は、点ｄ_i-1を含まず、点ｄ_iを含む区間を表す。（ｄ_i-2、ｄ_i-1］についても同様である。 The relationship between the transmission rate of the sending host, the request parameters, and the resources allocated by the admission determination unit 31 will be described below using an example. First, an example of the file transfer application data flow i is shown in FIG. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amount of accumulated transfer data. The required parameters are expressed as points (d _i , q _i (d _i )) in this graph. The state in which the request condition is satisfied, under the transfer rate control transmitting host, is that the cumulative amount of data transferred until d _i reaches q _i (d _i). In FIG. 15, two data flows are permitted in addition to data flow i, and the completion request times are d _i-1 and d _i-2 , respectively. The difference between q _i (d _i ) and q _i (d _i-1 ) and the difference between q _i (d _i-1 ) and q _i (d _i-2 ) are respectively the intervals (d _i-1 , d _i] and a transfer amount allocated to the data flow i interval _{(d i-2, d i} -1], the solid line of the inclination of each section is a transfer rate for use in traffic control. Incidentally, (d _i The notation of ₋₁ , d _i ] represents a section that does not include the point d _i−1 and includes the point d _i (the same applies to (d _i−2 , d _i−1 ]).

例えば、ＴＣＰ制御のもとに送信ホストが配分された以上に転送レートを増加させた場合には、トラヒック過負荷状態となるＴ_Cまでトラヒック制御を受けずに転送レートを増加し続けることが可能である。Ｔ_C時点でトラヒック制御によってパケット廃棄が起こることで、送信ホストはそれを契機に転送レートを減少させる。以降、送信ホストはまた転送レートを徐々に増加させて、転送すべきデータ量の転送を終えた時点でデータフローｉが終了となる。 For example, if the sending host to the original TCP control increased transfer rate than that allocated it is able to continue to increase the transfer rate without being traffic control to T _C as a traffic overload condition It is. When the packet is discarded by the traffic control at the time T _C , the transmission host decreases the transfer rate in response to the packet discard. Thereafter, the transmission host gradually increases the transfer rate, and the data flow i ends when the transfer of the amount of data to be transferred is completed.

メディアストリーミングアプリケーションにおいてフレーム毎の要求を一括して行った場合を図１６に示す。図１６は横軸に時間をとり、縦軸に累積転送データ量をとる。フレーム番号１、２、３の転送完了要求時刻をｄ_i（１）、ｄ_i（２）、ｄ_i（３）として、フレームサイズは同一とする。図１６の破線は、各フレームの転送開始時刻を前フレームの転送完了時刻とした実際の転送を表し、本発明は、メディアストリーミングアプリケーションにおいて、このような転送制御が可能であることを示している。 FIG. 16 shows a case where requests for each frame are collectively performed in the media streaming application. In FIG. 16, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the cumulative transfer data amount. Assume that the transfer completion request times of frame numbers 1, 2, and 3 are d _i (1), d _i (2), d _i (3), and the frame sizes are the same. A broken line in FIG. 16 represents actual transfer in which the transfer start time of each frame is set as the transfer completion time of the previous frame, and the present invention shows that such transfer control is possible in the media streaming application. .

また、別の実施例では、転送完了要求時刻ｄ、転送データサイズｌのパラメータを用いたアドミッション制御を示す。 In another embodiment, admission control using parameters of transfer completion request time d and transfer data size l is shown.

アドミッション判断部３１は、全ての収容フローｉについて転送完了要求時刻ｄ_i、転送データ量ｌ_i、現在時刻ｔまでに転送が完了したデータ量ｂ_i（ｔ）、（ｔ，ｄ_i］間に転送すべきデータ量
ｒ_i（ｔ）＝ｌ_i−ｂ_i（ｔ）
を定義および保持する。ｄ_iを時刻の早い順に並べ替える関数
ｊ＝σ（ｉ）
を考え、並べ替えたものをｋ_jとおく。 The admission determination unit 31 transfers the transfer completion request time d _i , the transfer data amount l _i , and the data amount b _i (t) and (t, d _i ) that have been transferred by the current time t for all the accommodation flows _i . Amount of data to be transferred to r _i (t) = l _i −b _i (t)
Define and maintain Function for rearranging d _i in order of time j = σ (i)
And the rearranged one is k _j .

上限帯域をＵとして、データフローｉの現在時刻ｔにおける残余転送データ量を
ｒ_σ(i)（ｔ）＝ｒ_j（ｔ）
とおき、許可条件を
∀_iΣ_j=0 ^σ(i)ｒ_j（ｔ）≦Ｕ・（ｋ_σ(i)−ｔ）
とする。 The remaining transfer data amount at the current time t of data flow i is defined as r _{σ (i)} (t) = r _j (t)
The permission condition is set as follows: ∀ _i Σ _{j = 0} ^{σ (i)} r _j (t) ≦ U · (k _{σ (i)} −t)
And

データフローの転送完了要求時刻の早い順に上限帯域Ｕを順番に分配していき、各送信端末は分配計算に基づく送信開始時間に送信を行なうとする。例えば、データフローＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの転送完了要求時刻（秒）をそれぞれ現在時刻０に対して１、２、３、５、８とする。現在時刻における許可されたデータフローをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅとした場合の分配例は図１７のようになる。図１７は横軸に時間(second)をとり、縦軸に転送レート(bps)をとる。 It is assumed that the upper limit band U is distributed in order from the earliest request time of data flow transfer completion, and each transmitting terminal performs transmission at the transmission start time based on the distribution calculation. For example, the transfer completion request times (seconds) of the data flows A, B, C, D, and E are set to 1, 2, 3, 5, and 8 with respect to the current time 0, respectively. An example of distribution when the permitted data flow at the current time is A, B, C, E is as shown in FIG. In FIG. 17, the horizontal axis represents time (second), and the vertical axis represents transfer rate (bps).

新規データフローＤの要求があった場合に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順にＵを割当てていき、上記不等式についてそれぞれのデータフローが転送完了要求時刻を満たしているならば、Ｄの要求は許可され、図１８に示すように分配される。図１８は横軸に時間(second)をとり、縦軸に転送レート(bps)をとる。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅはそれぞれ割当てられた時間に上限帯域Ｕにて送信する。 When there is a request for a new data flow D, U is assigned in the order of A, B, C, D, E, and if each data flow satisfies the transfer completion request time for the above inequality, The request is granted and distributed as shown in FIG. In FIG. 18, the horizontal axis represents time (second), and the vertical axis represents transfer rate (bps). A, B, C, D, and E are transmitted in the upper limit band U at the allocated time.

次に、本実施例の提案法および従来法の特性を計算機シミュレーションによって評価した結果を示す。従来法は、ユーザに要求帯域を通知させ、ネットワークの上限帯域からその受付可否を判断するものである。このときの許可条件は、ｉを識別子とする、全ての収容データフローと新しく要求されたデータフローの要求帯域をＶ_i、上限帯域をＵとして
ΣＶ_i≦Ｕ
と表現できる。 Next, the results of evaluating the characteristics of the proposed method and the conventional method of this example by computer simulation are shown. In the conventional method, the user is notified of the requested bandwidth, and whether or not it can be accepted is determined from the upper limit bandwidth of the network. The permission condition at this time is that ΣV _i ≦ U, where i is an identifier and V _{i is} the requested bandwidth of all the accommodated data flows and the newly requested data flow, and U is the upper limit bandwidth.
Can be expressed as

本シミュレーションでは、上限帯域Ｕ＝１Ｇｂｐｓのリンクに対して同一方向のデータ転送要求を発生させた。従来法および提案法についてそれぞれ同様に、指数分布に従うサイズのデータ転送要求がポアソン分布に従って発生するとした。 In this simulation, a data transfer request in the same direction is generated for a link having an upper limit bandwidth U = 1 Gbps. Similarly, in the conventional method and the proposed method, a data transfer request having a size according to the exponential distribution is generated according to the Poisson distribution.

また、従来法では要求帯域を一律にＵ／ｍとし、提案法では要求完了時刻は転送データ量をＵ／ｍの帯域で転送が完了する時刻とした。ここでは、ｍ＝５とおいた。 In the conventional method, the required bandwidth is uniformly set to U / m, and in the proposed method, the request completion time is set to the time when transfer is completed in the U / m bandwidth. Here, m = 5.

トラヒック負荷の増加に対する受付率の変化を図１９に示す。図１９は横軸にトラヒック負荷をとり、縦軸に受付率をとる。受付率は総要求数に対する許可したフロー数の割合として求めた。提案法は最大で約１７．５％、平均で約７．９％高い受付率が実現できることが明らかになった。ただし、ｍが大きくなると受付率の差は減少するという傾向がある。 FIG. 19 shows changes in the acceptance rate with respect to an increase in traffic load. In FIG. 19, the horizontal axis represents the traffic load, and the vertical axis represents the acceptance rate. The acceptance rate was calculated as a ratio of the number of permitted flows to the total number of requests. It became clear that the proposed method can achieve a high acceptance rate of about 17.5% at maximum and about 7.9% on average. However, as m increases, the difference in acceptance rates tends to decrease.

次に、トラヒック負荷の増加に対するリンクのリソース利用効率の変化を図２０に示す。図２０は横軸にトラヒック負荷をとり、縦軸にリソース利用効率をとる。リソース利用効率は、シミュレーション時間内で転送可能な最大量に対する許可されたフローの転送データ量の総和の割合として求めた。グラフの“０”から始まる対角線は最大のリソース利用効率を実現する理想受付制御法の特性を示している。従来法では、トラヒック負荷“０．３”付近からリソース利用効率が低下し始めている。一方、提案法では“０．７”付近まで高いリソース利用効率を維持できていることが明らかになった。 Next, FIG. 20 shows changes in link resource utilization efficiency with respect to an increase in traffic load. In FIG. 20, the horizontal axis represents traffic load, and the vertical axis represents resource utilization efficiency. The resource utilization efficiency was obtained as a ratio of the total amount of transfer data of the permitted flow to the maximum transferable amount within the simulation time. The diagonal line starting from “0” in the graph indicates the characteristic of the ideal admission control method that achieves the maximum resource utilization efficiency. In the conventional method, the resource utilization efficiency starts to decrease from around the traffic load “0.3”. On the other hand, it has been clarified that the proposed method can maintain high resource utilization efficiency up to around "0.7".

また、上述した転送完了要求時刻ｄ、転送データサイズｌのパラメータを用いたアドミッション制御において、設定許可および設定拒否の判断ではなく、優先転送および非優先転送へ振り分ける方法の実施例を示す。 In addition, in the admission control using the parameters of the transfer completion request time d and the transfer data size l described above, an embodiment of a method of allocating to priority transfer and non-priority transfer instead of determination of setting permission and setting rejection will be described.

アドミッション判断部３１は、単一リンクの上限帯域Ｕ、現在時刻ｔ、優先転送のデータフローの集合Ｈ、非優先転送のデータフローの集合Ｌ、優先および非優先を合わせた全てのデータフローｉの転送完了要求時刻ｄ_i、転送データ量ｌ_i、現在時刻ｔまでに転送されたデータ量ｂ_i（ｔ）、（ｔ，ｄ_i］間に転送すべきデータ量ｒ_i（ｔ）を保持する。ここで、ｒ_i（ｔ）＝ｌ_i−ｂ_i（ｔ）とする。 The admission determination unit 31 includes the upper limit bandwidth U of a single link, the current time t, the priority transfer data flow set H, the non-priority transfer data flow set L, and all data flows i including priority and non-priority. Transfer completion request time d _i , transfer data amount l _i , data amount b _i (t) transferred until current time t, and data amount r _i (t) to be transferred between (t, d _i ]. Here, let r _i (t) = l _i −b _i (t).

アドミッション判断部３１は、上記保持した情報とデータフローの要求パラメータから優先転送または非優先転送に振り分ける。ここでは、２つの振り分けメカニズムを説明する。１つ目は転送完了要求時刻ｄと転送データサイズｌとを用いる方法である。前記１つ目の方法を提案法Ａとする。２つ目は転送データサイズｌのみを用いる方法である。前記２つ目の方法を提案法Ｂとする。 The admission determination unit 31 assigns priority transfer or non-priority transfer from the held information and the request parameter of the data flow. Here, two distribution mechanisms will be described. The first method uses the transfer completion request time d and the transfer data size l. The first method is the proposed method A. The second method uses only the transfer data size l. The second method is the proposed method B.

まず、提案法Ａの振り分けメカニズムを説明し、そのフローチャートを図２１に示す。アドミッション判断部３１は、データフローｘの要求パラメータ（転送完了要求時刻ｄ_x、転送データサイズｌ_x）を受信したとき（Ｓ３０）、優先転送のデータフローの集合Ｈとデータフローｘとを合わせた集合Ｈ’について、まず転送完了要求時刻について昇順に並べ変える（Ｓ３１）。並べ替えた順番に転送させた場合に、上限帯域Ｕと転送データサイズとから各データフローの転送が完了する予測時刻を算出する（Ｓ３２）。 First, the distribution mechanism of the proposed method A will be described, and its flowchart is shown in FIG. When the admission determining unit 31 receives the request parameter (transfer completion request time d _x , transfer data size l _x ) of the data flow x (S30), the admission determination unit 31 combines the data flow set H and the data flow x with priority transfer. For the set H ′, the transfer completion request times are first rearranged in ascending order (S31). When the transfer is performed in the rearranged order, an estimated time at which the transfer of each data flow is completed is calculated from the upper limit bandwidth U and the transfer data size (S32).

次に、各データフローについて算出した予測時刻と転送完了要求時刻とを比較する（Ｓ３３）。集合Ｈ’内のデータフロー全てについて、予測時刻が転送完了要求時刻以下であれば（Ｓ３４）、優先転送に振り分ける（Ｓ３５）。１つでも予測時刻が転送完了要求時刻を超えていれば（Ｓ３４）、非優先転送に振り分ける（Ｓ３６）。前記比較における条件式は、
∀ｍ，（Σ^m _j=0ｒ_σ（ｊ，Ｈ’）（ｔ））／Ｕ≦ｄ_σ（ｍ，Ｈ’）−ｔ
ｍ＝０，１，２，…，ｎ
となる。ここで、ｎは集合Ｈ’に含まれるデータフロー数である。また、σ（ｍ，Ｈ’）は、集合Ｈ’について転送完了要求時刻の昇順でｍ番目のデータフロー識別子を返す関数である。前記条件式を満たすとき、要求してきたデータフローを優先転送とする。一方、前記不等式を満たさないとき、非優先転送とする。 Next, the predicted time calculated for each data flow is compared with the transfer completion request time (S33). If the predicted time is less than or equal to the transfer completion request time for all the data flows in the set H ′ (S34), the data is assigned to priority transfer (S35). If even one predicted time exceeds the transfer completion request time (S34), it is assigned to non-priority transfer (S36). The conditional expression in the comparison is
^{_{∀m, (Σ m j = 0}} r σ (j, H ') (t)) / U ≦ d σ (m, H') - t
m = 0, 1, 2,..., n
It becomes. Here, n is the number of data flows included in the set H ′. Σ (m, H ′) is a function that returns the m-th data flow identifier in ascending order of the transfer completion request time for the set H ′. When the conditional expression is satisfied, the requested data flow is determined as priority transfer. On the other hand, when the inequality is not satisfied, non-priority transfer is assumed.

次に、提案法Ｂの振り分けメカニズムを説明し、そのフローチャートを図２２に示す。アドミッション判断部３１は、データフローｘの要求パラメータ（転送完了要求時刻ｄ_x、転送データサイズｌ_x）を受信したとき（Ｓ４０）、ある基準となる転送データサイズＣＬを定めて（Ｓ４１）、その基準以下のサイズのデータフローを優先転送とする（Ｓ４２）。前記基準を超えるサイズのデータフローを非優先転送とする（Ｓ４３）。基準サイズＣＬは、上限帯域Ｕを割当てて転送完了要求時刻ｄに完了するサイズ（Ｕ×（ｄ−ｔ））がその１例である。 Next, the distribution mechanism of the proposed method B will be described, and its flowchart is shown in FIG. When the admission determining unit 31 receives the request parameter (transfer completion request time d _x , transfer data size l _x ) of the data flow x (S40), it determines a transfer data size CL as a reference (S41), A data flow having a size smaller than the reference is set as a priority transfer (S42). A data flow having a size exceeding the reference is set as non-priority transfer (S43). An example of the reference size CL is a size (U × (dt)) that is assigned the upper limit bandwidth U and is completed at the transfer completion request time d.

トラヒック制御部３２のフローチャートを図２３に示す。トラヒック制御部３２は、新規データフローが発生したとき、または、データフローの転送が完了してから（Ｓ５０）、優先転送のデータフローが存在すれば（Ｓ５１）、その優先転送のフローの中で、転送完了要求時刻ｄの早い順に上限帯域Ｕを割当てて、逐次転送を行う（Ｓ５２）。また、優先転送のデータフローが存在しない時間帯（Ｈ＝φ）に限り（Ｓ５１）、非優先転送のデータフローに上限帯域Ｕを割当てて、転送完了要求時刻ｄの早い順に逐次転送する（Ｓ５３）。 A flowchart of the traffic control unit 32 is shown in FIG. When a new data flow occurs or when the data flow transfer is completed (S50), if there is a priority transfer data flow (S51), the traffic control unit 32 includes the priority transfer flow. Then, the upper limit bandwidth U is assigned in the order from the earliest transfer completion request time d to perform sequential transfer (S52). Further, only in a time zone (H = φ) in which no preferential transfer data flow exists (S51), the upper limit band U is allocated to the non-priority transfer data flow, and the transfer is sequentially performed in order of the transfer completion request time d (S53) ).

本実施例の提案法ＡおよびＢと、公平に帯域を割当てる従来法との計算機シミュレーションによる評価結果を示す。前記従来法の手順を図２４に示す。前記従来法は、新規データフローが発生したとき、または、データフローの転送が完了してから（Ｓ６０）、全てのデータフローを受付けて、上限帯域Ｕをデータフロー数ｎで等分した帯域ｂ（＝Ｕ／ｎ）を算出し（Ｓ６１）、全データフローに帯域ｂを割当てる（Ｓ６２）。ここでは、データフローの転送時間を評価指標とし、１秒間隔で区切った区間における相対度数を求めた。前記転送時間は、データフロー発生時刻から転送完了時刻までの時間とする。 The evaluation results by computer simulation of the proposed methods A and B of this embodiment and the conventional method for allocating bandwidth fairly are shown. The procedure of the conventional method is shown in FIG. In the conventional method, when a new data flow occurs or after the transfer of the data flow is completed (S60), all the data flows are accepted, and the upper limit bandwidth U is equally divided by the number of data flows n. (= U / n) is calculated (S61), and the bandwidth b is assigned to all data flows (S62). Here, the relative frequency in the section divided at intervals of 1 second was obtained using the transfer time of the data flow as an evaluation index. The transfer time is the time from the data flow occurrence time to the transfer completion time.

本シミュレーションは、図１のような単一リンクの環境を想定する。また、単一リンクの上限帯域Ｕを１Ｇｂｐｓ、平均発生間隔を２．５秒、平均転送データサイズを２Ｇｂｉｔ、提案法Ｂで用いる基準サイズＣＬを３Ｇｂｉｔ、転送完了要求時刻をフロー発生時刻から３秒後、シミュレーション時間を１０万秒とした。 This simulation assumes a single link environment as shown in FIG. In addition, the upper limit bandwidth U of a single link is 1 Gbps, the average generation interval is 2.5 seconds, the average transfer data size is 2 Gbit, the reference size CL used in the proposed method B is 3 Gbit, and the transfer completion request time is 3 seconds from the flow generation time. Later, the simulation time was 100,000 seconds.

データフローの発生間隔および転送データサイズが指数分布に従う場合およびデータフローの発生間隔が指数分布、転送データサイズが一様分布に従う場合の２つの評価結果を以下に示す。 Two evaluation results are shown below when the data flow generation interval and the transfer data size follow an exponential distribution, and when the data flow generation interval follows the exponential distribution and the transfer data size follows a uniform distribution.

データフロー発生間隔および転送データサイズ共に指数分布に従う場合の評価結果を図２５に示す。図２５は転送時間（横軸）を１秒間隔で区切り、それぞれの間隔に転送が完了したデータフローの度数（縦軸）を示す。転送時間３秒以内のデータフローの割合は、それぞれ提案法Ａが約７２．６％、提案法Ｂが約６９．２％、従来法が約３８．４％であった。したがって、帯域を公平に割当てる従来法より、提案法ＡおよびＢが要求を満たしたデータフローの割合を向上させることが明らかになった。提案法Ｂは、提案法Ａに比べて振り分けメカニズムが簡略化されている。しかし、今回の評価結果はその差が約３％であり、提案法Ｂにおける簡略化が有効であることが明らかになった。 FIG. 25 shows the evaluation results when both the data flow generation interval and the transfer data size follow the exponential distribution. FIG. 25 shows the frequency (vertical axis) of the data flow in which the transfer time (horizontal axis) is divided at intervals of 1 second and the transfer is completed at each interval. The ratio of the data flow within the transfer time of 3 seconds was about 72.6% for the proposed method A, about 69.2% for the proposed method B, and about 38.4% for the conventional method. Therefore, it has been clarified that the proposed methods A and B improve the ratio of the data flow satisfying the request compared with the conventional method in which the bandwidth is allocated fairly. Proposed method B has a simpler distribution mechanism than proposed method A. However, this evaluation result shows that the difference is about 3%, and it is clear that the simplification in the proposed method B is effective.

データフロー発生間隔が指数分布、転送データサイズが一様分布に従う場合の評価結果を図２６に示す。横軸および縦軸共に図２５と同様である。転送時間３秒以内のデータフローの割合は、それぞれ提案法Ａが約６５．２％、提案法Ｂが約５７．３％、従来法が約２８．２％であった。転送データサイズを一様分布とした場合も、提案法ＡおよびＢが要求を満たしたデータフローの割合を向上させることが明らかになった。提案法Ｂは、提案法Ａより性能は低下する一方、従来法に比べて２倍に近い性能が得られている。したがって、図２５の結果と同様に、提案法Ｂにおける簡略化が有効であることが示された。 FIG. 26 shows the evaluation results when the data flow generation interval follows an exponential distribution and the transfer data size follows a uniform distribution. Both the horizontal and vertical axes are the same as in FIG. The ratio of the data flow within the transfer time of 3 seconds was about 65.2% for proposed method A, about 57.3% for proposed method B, and about 28.2% for the conventional method. Even when the transfer data size is uniformly distributed, it has been clarified that the proposed methods A and B improve the ratio of the data flow satisfying the requirements. Proposed method B has a performance that is nearly twice as high as that of the conventional method, while the performance is lower than that of proposed method A. Therefore, similar to the result of FIG. 25, it was shown that simplification in the proposed method B is effective.

本発明によれば、ＷｉｎｄｏｗｓやＬｉｎｕｘなどの一般的なオペレーティングシステムにおいても時間制約の厳しいアプリケーションの要求条件を満たしつつ、ネットワークの利用効率を低下させないサービスが提供可能となるので、ネットワークユーザに対するサービス品質の向上に利用することができる。 According to the present invention, even in general operating systems such as Windows and Linux, it is possible to provide a service that does not reduce the network utilization efficiency while satisfying the requirements of time-critical applications, so the service quality for network users It can be used for improvement.

アドミッション制御システムの必要最小限の構成要素を含む対象環境を示す図。The figure which shows the object environment containing the minimum required component of an admission control system. 図１の単方向パスを複数のリンクから構成されるパスに置き換えた図。The figure which replaced the unidirectional path of FIG. 1 with the path | pass comprised from several links. 図１の単方向パス４をレイヤ３転送機能を有するトラヒック制御装置が接続された単一のＤＳドメインと置き換えた図。The figure which replaced the unidirectional path | pass 4 of FIG. 1 with the single DS domain to which the traffic control apparatus which has a layer 3 forwarding function was connected. ＲＳＶＰのアドミッション制御に係る機能ブロック図。The functional block diagram which concerns on the admission control of RSVP. 本実施例の機能ブロック図。The functional block diagram of a present Example. トラヒック制御部を分けてトラヒック制御装置とアドミッション判断装置として実現する形態およびアドミッション制御装置として全ての機能を含む形で単一装置内に実現する形態を示す図。The figure which shows the form implement | achieved in the form which implement | achieves in the form which divides a traffic control part and implement | achieves as a traffic control apparatus and an admission judgment apparatus, and includes all the functions as an admission control apparatus. 受信ホストまたは送信ホストからデータフローの要求パラメータ通知を受けるインタフェースを示す図。The figure which shows the interface which receives the request parameter notification of a data flow from a receiving host or a transmission host. ｄ_iを時間軸において並べ替えた様子を示す図。The figure which shows a mode that d _i was rearranged in the time-axis. ｔ、ｄ_i、ｂ_i(ｔ)およびｒ_i（ｔ）を、縦軸を転送レート、横軸を時間とするグラフに表した図。The figure which represented t, d _i , b _i (t) and r _i (t) in a graph with the vertical axis representing the transfer rate and the horizontal axis representing the time. Ｍａｘ−ｍｉｎｆａｉｒｓｈａｒｅを用いた分配計算例の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the example of a distribution calculation using Max-min fair share. 横幅を時間、縦幅を転送レートとした総面積Ｃ（δ_j）に対してｎ（δ_j）＝３のときのＢ_i（δ_j）およびｑ_i（ｋ_j-1）を示す図。The width time, B _i (δ _j) and shows q _i a (k _j-1) when the total area of the vertical width and the transfer rate C (δ _j) with respect to n (δ _j) = 3. データフローＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅの転送データ量の配分Ｂ_i（δ_j）を、縦軸を転送レート、横軸を時間にとったグラフを示す図。The figure which shows the distribution B _i (δ _j ) of the transfer data amount of the data flows A, B, C and E, the transfer rate on the vertical axis, and the time on the horizontal axis. データフローＤが許可された時点での配分Ｂ_i（δ_j）の様子を示す図。The figure which shows the mode of distribution _Bi ((delta) _j ) at the time of the data flow D being permitted. アドミッション判断処理後、トラヒック制御部は各データフローｉに対して各Ｂ_i（δ_j）の配分された転送量を満たす帯域の割当を行う具体的な制御に係る手順を示すフローチャート。After admission determination process, the traffic control unit flowchart showing a procedure according to the specific control for allocation of bandwidth to meet the apportioned amount of transfer each B _i (δ _j) for each data flow i. ファイル転送アプリケーションデータフローｉの例を示す図。The figure which shows the example of the file transfer application data flow i. メディアストリーミングアプリケーションにおいてフレーム毎の要求を一括して行った場合の例を示す図。The figure which shows the example at the time of performing the request | requirement for every flame | frame collectively in a media streaming application. データフローＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅの分配例を示す図。The figure which shows the example of distribution of the data flows A, B, C, and E. データフローＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの分配例を示す図。The figure which shows the example of distribution of the data flows A, B, C, D, and E. トラヒック負荷の増加に対する受付率の変化を示す図。The figure which shows the change of the acceptance rate with respect to the increase in traffic load. トラヒック負荷の増加に対するリンクのリソース利用効率の変化を示す図。The figure which shows the change of the link resource utilization efficiency with respect to the increase in traffic load. 提案法Ａの振り分けメカニズムのフローチャート。The flowchart of the distribution mechanism of the proposed method A. 提案法Ｂの振り分けメカニズムのフローチャート。The flowchart of the distribution mechanism of the proposed method B. 優先転送または非優先転送の判断の際のトラヒック制御部のフローチャート。The flowchart of the traffic control part in the case of judgment of priority transfer or non-priority transfer. 従来法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the conventional method. データフロー発生間隔および転送データサイズ共に指数分布に従う場合の評価結果を示す図。The figure which shows the evaluation result in case data flow generation interval and transfer data size follow an exponential distribution. データフロー発生間隔が指数分布、転送データサイズが一様分布に従う場合の評価結果を示す図。The figure which shows the evaluation result when a data flow generation | occurrence | production interval follows an exponential distribution and the transfer data size follows a uniform distribution.

符号の説明Explanation of symbols

１送信ホスト
２アドミッション判断装置
３トラヒック制御装置
４単方向パス
５受信ホスト
６−１、６−２リンク
７ＤＳドメイン
１０アドミッション制御システム
１１アドミッション制御装置
２０、３０要求受信部
２１、３１アドミッション判断部
２２、３２トラヒック制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission host 2 Admission judgment apparatus 3 Traffic control apparatus 4 Unidirectional path 5 Reception host 6-1 and 6-2 Link 7 DS domain 10 Admission control system 11 Admission control apparatus 20 and 30 Request receiving part 21, 31 Ad Mission judgment unit 22, 32 Traffic control unit

Claims

ネットワークにおける新たなデータフローの設定要求に対し、データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローのパラメータを判断するアドミッション制御装置において、
前記データフローの転送完了要求時刻および転送データ量を入力パラメータとして前記判断を行う判断手段を備えた
ことを特徴とするアドミッション制御装置。 In an admission control device that determines whether to allow or reject data flow setting or data flow parameter to allow setting in response to a new data flow setting request in the network,
An admission control apparatus comprising: a determination unit that performs the determination using the transfer completion request time of the data flow and the transfer data amount as input parameters.

ネットワークにおける新たなデータフローの設定要求に対し、データフローの優先転送または非優先転送の判断またはデータフローのパラメータを判断するアドミッション制御装置において、
前記データフローの転送完了要求時刻および転送データ量を入力パラメータとして前記判断を行う判断手段を備えた
ことを特徴とするアドミッション制御装置。 In an admission control device that determines a priority or non-priority transfer of a data flow or a parameter of a data flow in response to a request for setting a new data flow in a network
An admission control apparatus comprising: a determination unit that performs the determination using the transfer completion request time of the data flow and the transfer data amount as input parameters.

前記判断手段は、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、転送開始時刻を入力パラメータとして判断を行う手段を含む請求項１または２記載のアドミッション制御装置。 The admission control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the determination means includes means for determining a transfer start time as an input parameter in addition to a data flow transfer completion request time and transfer data amount.

前記判断手段は、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、最大転送レートを入力パラメータとして判断を行う手段を含む請求項１または２記載のアドミッション制御装置。 3. The admission control apparatus according to claim 1, wherein the determining means includes means for determining a maximum transfer rate as an input parameter in addition to a data transfer completion request time and a transfer data amount.

前記データフローの設定要求は、一塊のデータ単位の転送を、設定要求の単位とする請求項１または２記載のアドミッション制御装置。 The admission control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the data flow setting request uses a transfer of a unit of data as a setting request unit.

前記データフローの設定要求は、一連のデータ断片（メディアフレーム）の転送を行う設定要求であり、かつ、各データ断片の転送完了要求時刻および転送データ断片の量を入力パラメータとして一連のデータ断片を一括して判断を行う請求項１または２記載のアドミッション制御装置。 The data flow setting request is a setting request for transferring a series of data fragments (media frames), and a series of data fragments is input using the transfer completion request time of each data fragment and the amount of transfer data fragments as input parameters. The admission control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the determination is performed collectively.

現在および将来の各データフローの転送量を計算する計算手段と、
この計算する手段による計算結果に基づき前記判断を行う判断手段と
を備えた請求項１ないし６のいずれかに記載のアドミッション制御装置。 A calculation means for calculating the transfer amount of each current and future data flow;
The admission control apparatus according to claim 1, further comprising: a determination unit that performs the determination based on a calculation result by the calculation unit.

前記計算手段は、Ｍａｘ−ｍｉｎｆａｉｒｓｈａｒｅを用いて現在および将来の各データフローの転送量を計算する手段を含む請求項７記載のアドミッション制御装置。 8. The admission control apparatus according to claim 7, wherein the calculating means includes means for calculating a transfer amount of each current and future data flow using Max-min fair share.

前記データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローの帯域に基づきトラヒックの制御を行うトラヒック制御手段を備えた請求項７または８記載のアドミッション制御装置。 The admission control apparatus according to claim 7 or 8, further comprising traffic control means for performing traffic control based on a bandwidth of a data flow for which determination or permission of setting of the data flow is permitted.

前記トラヒック制御手段は、トラヒックが過負荷状態のときに、上限帯域を超えるトラヒックを廃棄する手段を含む請求項９記載のアドミッション制御装置。 The admission control apparatus according to claim 9, wherein the traffic control means includes means for discarding traffic exceeding an upper limit band when the traffic is in an overload state.

前記トラヒック制御手段は、キュー長に閾値の設定を行い、キュー長が当該閾値を超えた状態をトラヒックの過負荷状態とする手段を含む請求項１０記載のアドミッション制御装置。 11. The admission control apparatus according to claim 10, wherein the traffic control means includes means for setting a threshold value for the queue length, and setting a state where the queue length exceeds the threshold value as a traffic overload state.

前記トラヒック制御手段は、設定許可された複数のデータフローに対してそれぞれ設定許可された帯域の比に基づき前記上限帯域を各データフローに分配して各データフローにおいて前記分配された帯域を超えるトラヒックを廃棄する手段を含む請求項１０または１１記載のアドミッション制御装置。 The traffic control means distributes the upper limit bandwidth to each data flow based on a ratio of bandwidths permitted to be set for a plurality of data flows permitted to be set, and traffic exceeding the allocated bandwidth in each data flow. The admission control device according to claim 10 or 11, further comprising means for discarding.

各データフローにおいて、前記設定許可された帯域を超えるトラヒックを廃棄する手段を備えた請求項９記載のアドミッション制御装置。 The admission control apparatus according to claim 9, further comprising means for discarding traffic exceeding the setting-permitted bandwidth in each data flow.

請求項１ないし８のいずれかに記載のアドミッション制御装置と、請求項９記載のアドミッション制御装置における前記トラヒック制御手段を備えたトラヒック制御装置とで構成されたアドミッション制御システム。 An admission control system comprising the admission control device according to any one of claims 1 to 8, and a traffic control device including the traffic control means in the admission control device according to claim 9.

ネットワークにおける新たなデータフローの設定要求に対し、データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローのパラメータを判断するアドミッション制御装置において実行されるアドミッション制御方法において、
前記データフローの転送完了要求時刻および転送データ量を入力パラメータとして前記判断を行うことを特徴とするアドミッション制御方法。 In an admission control method executed in an admission control apparatus that determines whether to allow or reject data flow setting or determine a data flow parameter for which setting is permitted in response to a new data flow setting request in the network,
An admission control method characterized in that the determination is performed using the transfer completion request time and the transfer data amount of the data flow as input parameters.

ネットワークにおける新たなデータフローの設定要求に対し、データフローの優先転送または非優先転送の判断または設定許可するデータフローのパラメータを判断するアドミッション制御装置において実行されるアドミッション制御方法において、
前記データフローの転送完了要求時刻および転送データ量を入力パラメータとして前記判断を行うことを特徴とするアドミッション制御方法。 In an admission control method executed in an admission control apparatus that determines a data flow priority or non-priority transfer determination or a data flow parameter for which setting is permitted in response to a new data flow setting request in a network,
An admission control method characterized in that the determination is performed using the transfer completion request time and the transfer data amount of the data flow as input parameters.

前記判断に際し、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、転送開始時刻を入力パラメータとして判断を行う請求項１５または１６記載のアドミッション制御方法。 The admission control method according to claim 15 or 16, wherein, in the determination, a determination is made by using a transfer start time as an input parameter in addition to a transfer completion request time of a data flow and a transfer data amount.

前記判断に際し、データフローの転送完了要求時刻および転送データ量に加え、最大転送レートを入力パラメータとして判断を行う請求項１５または１６記載のアドミッション制御方法。 The admission control method according to claim 15 or 16, wherein, in the determination, a determination is made by using a maximum transfer rate as an input parameter in addition to a transfer completion request time and a transfer data amount of a data flow.

前記データフローの設定要求は、一塊のデータ単位の転送を、設定要求の単位とする請求項１５または１６記載のアドミッション制御方法。 The admission control method according to claim 15 or 16, wherein the setting request for the data flow uses a transfer of a unit of data as a setting request unit.

前記データフローの設定要求は、一連のデータ断片（メディアフレーム）の転送を行う設定要求であり、かつ、各データ断片の転送完了要求時刻および転送データ断片の量を入力パラメータとして一連のデータ断片を一括して判断を行う請求項１５または１６記載のアドミッション制御方法。 The data flow setting request is a setting request for transferring a series of data fragments (media frames), and a series of data fragments is input using the transfer completion request time of each data fragment and the amount of transfer data fragments as input parameters. The admission control method according to claim 15 or 16, wherein the determination is performed collectively.

現在および将来の各データフローの転送量を計算し、この計算結果に基づき前記判断を行う請求項１５ないし２０のいずれかに記載のアドミッション制御方法。 21. The admission control method according to claim 15, wherein a transfer amount of each current and future data flow is calculated, and the determination is performed based on the calculation result.

前記計算に際し、Ｍａｘ−ｍｉｎｆａｉｒｓｈａｒｅを用いて現在および将来の各データフローの転送量を計算する請求項２１記載のアドミッション制御方法。 The admission control method according to claim 21, wherein, in the calculation, a transfer amount of each current and future data flow is calculated using Max-min fair share.

前記アドミッション制御と共に、前記データフローの設定許可または拒否の判断または設定許可するデータフローの帯域に基づきトラヒックの制御を併せて行う請求項２１または２２記載のアドミッション制御方法。 23. The admission control method according to claim 21 or 22, wherein, together with the admission control, traffic control is performed based on a determination of permission or rejection of setting of the data flow or a bandwidth of the data flow to be permitted to set.

前記トラヒックの制御に際し、トラヒックが過負荷状態のときに、上限帯域を超えるトラヒックを廃棄する請求項２３記載のアドミッション制御方法。 24. The admission control method according to claim 23, wherein, when the traffic is controlled, traffic exceeding an upper limit band is discarded when the traffic is in an overload state.

前記トラヒックの制御に際し、キュー長に閾値の設定を行い、キュー長が当該閾値を超えた状態をトラヒックの過負荷状態とする請求項２４記載のアドミッション制御方法。 25. The admission control method according to claim 24, wherein a threshold is set for the queue length when the traffic is controlled, and a state where the queue length exceeds the threshold is set as a traffic overload state.

前記トラヒックの制御に際し、設定許可された複数のデータフローに対してそれぞれ設定許可された帯域の比に基づき前記上限帯域を各データフローに分配して各データフローにおいて前記分配された帯域を超えるトラヒックを廃棄する請求項２４または２５記載のアドミッション制御方法。 When the traffic is controlled, the upper limit bandwidth is distributed to each data flow based on the ratio of the permitted bandwidth to each of the plurality of permitted data flows, and the traffic exceeding the distributed bandwidth in each data flow. The admission control method according to claim 24 or 25, wherein:

各データフローにおいて、前記設定許可された帯域を超えるトラヒックを廃棄する請求項２３記載のアドミッション制御方法。 24. The admission control method according to claim 23, wherein in each data flow, traffic exceeding the setting permitted band is discarded.